Способ определения усталостного повреждения конструкции в процессе эксплуатации

АН Белорусской СС 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАЛОСТНОГО ПОВРЕЖДЕНИ КОНСТРУКЦИИ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИапряжсние в зоне наи еньшей усталостнойпо результатамэталонного нагрурочности конструкциизмерения судят о степенижения.Перед началом нагр ия Изобретение относится к испытаниям материалов и элементов конструкций, а именно к способам определения усталостного поврежд ния конструкции в процессе эксплуатации.Известен способ определения усталостного повреждения конструкций, подверженных повторно-переменному нагружению, в котором к конструкции прикрепляют датчик напряжений и испытывают в лабораторных условиях при нагрузках, моделирующих эксплуатационные напряжения. Затем аналогичные сигналы с датчика регистрируют при эксплуатационном испытании и определяют переходный коэффициент для расчета сроков осмотров и ремон тов 1,Недостатком этого способа является низкая точность определения усталостного повреждения в связи со сложностью учета нагружения однотипных конструкций.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения усталостного повреждения конструкции в процессе зксплуата ции, заключающийся в том, что измеряют ужения к конструкцииприкр,пляют чувствительный элемент, имеющийусталостную прочность на порядок ниже, чемпрочность исследуемой конструкции. При эксплуатации в процессе иагружения фиксируютмомент разрушения чувствительного элемента изаменяют его новым, Затем вновь фиксируютмомент разрушения элемента и т, д. В каждыймомент эксплуатации конструкцни известночисло разрушившихся к этому моменту чувствительных элементов.На основании результатов стендовых или эксплуатационных испытаний устанавливают зависимость числа разрушившихся чувствитель. ных элементов от числа циклов нагружен . вплоть до разрушения конструкции. Эта зависимость является эталоном для сравнения.Сроки профилактических осмотров и ремонтов определяют в результате сравнения числа разрушившихся элементов, работавших при зкс896501 ВНИИПИ Заказ 11685/31 Тираж 882 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 плуатации конструкции, со значением, определяемым по эталонной зависимости для моментаразрушения конструкции.В качестве чувствительного элемента используют, например, полоски из металлическойфольги, имеющей коэффициент линейногорасширения одинаковый с материалом конструкИзвестный способ позволяет отказаться отисчисления сроков осмотров и.ремонтов и 10учесть условия нагружения однотипных кон-струкций, работающих в различных ситуациях 121,Недостатком известного способа являетсянеучет влияния случайного разброса нагрузоки свойств конструкционного материала и низкая точность определения усталостного повреждения.Цель изобретения - повышение точностиопределения усталостного повреждения конструк.ций в процессе эксплуатации путем учета вли 20яния случайного разброса нагрузок и свойствконструкционного материала,Указанная цель достигается тем, что припроведении эталонного нагружения определяюттраекторию движения усталостной трещины в:25зоне наименьшей усталостной прочности, наи.. более напряженное сечение в этой зоне, изменение напряжения в этом сечении в зависимости от числа циклов нагружения, а при эксплуатации конструкции измеряют изменениенапряжения в наиболее напряженном: сечении30в заданном интервале долговечности и по это.му изменению судят о степени усталостногоповреждения,Способ осуществляется следующим образом.Для установления зоны наименьшей усталое- Итной прочности конструкции проводят испытаниеповторными нагружениями до разрушения. Порезультатам испытания устанавливают опаснуюзону и траекторию движения усталостнойтрещины. На траектории движения трещины 40устанавливают датчики деформаций, по сигналамс которых вычисляют напряжение в рассматриваемом сечении и находят. наиболее напряженное сечение в опасной зоне. Кроме того; в этомсечении по результатам эталонных измерений 43устанавливают зависимость изменения д бэтого напряжения от числа циклов нагружениячерез выбранный интервал ЬИ вплоть до разрушения. При эксплуатации конструкции на.пряжение измеряют только в наиболее напря.женном сечении. 4Для оценки усталостного повреждения прово.дят измерения двух значений напряжений б; и 0для значений циклов й, и М отличающихсяна выбранный при эталонном испытании интер.вал Ьп . Затем вычисляют Ь 6=6 - би по эталонной зависимости отыскивают значение числа циклов йз, соответствующих такому изменению напряжения. Остаточная долговечность до разрушения определяется какразность между предельным числом циклови значением йз,Предложенный способ позволяет. повыситьточность усталостной поврежденности и остаточной долговечности за счет учета влиянияслучайного разброса нагрузок и свойств конструкционного материала. Это достигается тем,что в качестве параметра лри испытаниивыбрано изменение напряжения за заданныйвременной интервал нагружения, т. е. скорость, а не само напряжение. Формула изобретения Способ определения усталостного поврежде.ния конструкции в процессе эксплуатации,заключающийся в том, что измеряют напряжение в зоне наименьшей усталостной прочностиконструкции и по результатам измерения судято степени: усталостного повуеждения конструкции, сравнивая их с результатами эталонногонагружения,отличающийся тем,что, с целью повышения точности определенияпутем учета влияния случайного разброса нагрузок и свойств конструкционного материала,при проведении эталонного нагружения определяют траекторию движения усталостной трещины в зоне наименьшей усталостной прочности,наиболее напряженное сечение в этой зоне,изменение напряжения в этом сечении в зависимости от числа циклов нагружения, а приэксплуатации конструкции измеряют изменение напряжения в наиболее напряженном се.чении в заданном интервале долговечности ипо этому изменению судят о степени усталост.ного повреждения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Р 151852,кл, 6 01 М 3/32, 1965.2. Авторское свидетельство СССР У 456188,кл. 6 01 М 3/32, 1976 (прототип).